Power over Ethernet (PoE): Napájení po síťovém kabelu

Napájení typu Power over Ethernet (PoE) je síťová funkce definovaná podle standardů IEEE 802.3af a 802.3at. Zjednodušeně a zhruba řečeno se jedná o dodávku elektřiny prostřednictvím sítě (Ethernet). PoE je způsob napájení zařízení po ethernetovém kabelu, bez potřeby přivést k zařízení napájení z externího zdroje.

Výhody technologie PoE

Kromě napájení přes síť má tato technologie mnoho dalších výhod. Díky PoE se zjednodušuje kabelová infrastruktura, jelikož není třeba rozvádět po budově nebo jiné lokalitě různé typy kabelů. Stačí rozvést pouze kabeláž pro počítačovou síť. Zařízení jsou pak napájena přímo z ní.

• Úspora kabeláže a místa: To může ušetřit kabely, a tím i místo, zejména v síťových skříních nebo v rozích budovy. Na rozdíl od běžných napájecích systémů nevyžaduje samostatné kabely pro data a napájení.

• Snadnější záložní napájení: Díky PoE se jednak ušetří za napájecí zdroje nebo za dodatečný rozvod napájení, a jednak se daleko snadněji řeší záložní napájení pro zařízení. Stačí pouze zálohovat centrální síťové rozbočovače.

• Nízké napětí: Při použití PoE podle standardu IEEE 802.3af-2003 je přes kabel LAN přiváděno napětí 44 až 57 V DC. U PoE+ a HiPoE se může pohybovat dokonce v rozmezí 50 až 57 V DC. To na jedné straně splňuje požadavky na nízké napětí podle normy SELV (Safety Extra Low Voltage).

  Čtěte také: Spínané zdroje 240W 12V pro montáž na DIN lištu

Aplikace PoE

S rostoucím používáním chytrých domácích zařízení se tento typ napájení stává běžným v mnoha domácnostech. Napájení po Ethernetu je mnohem běžnější pro IP kamery a VoIP telefonů, směrovačů nebo přístupových bodů. Ty vyžadují pouze nízké napětí a jsou často umístěny v rozích nebo malých skříňkách v soukromých domech. V průmyslovém prostředí je PoE vhodné pro senzory nebo měřicí zařízení.

Standardy a typy PoE

Od ratifikace prvního standardu PoE v roce 2003 (IEEE 802.3af) se jeho využití výrazně rozšířilo do celé řady nových aplikací. Existují čtyři typy: PoE, PoE+ a dva typy PoE++, nazývané také 4PPoE. Výstup i napájení koncového zařízení se u jednotlivých standardů napájení přes Ethernet liší.

Zařízení podporující PoE jsou například napájecí zařízení (PSE), napájená zařízení (PD), případně oboje. Zařízení přenášející energii označujeme jako PSE, zatímco napájené zařízení označujeme jako PD. Většina zařízení typu PSE spadá mezi síťové přepínače a injektory PoE určené pro použití s přepínači bez PoE. K tomu, aby zařízení napájená přes PoE fungovala, musí být připojená k síťovému prvku s podporou PoE. Lze použít kterýkoli switch, router, apod., který umí PoE standardu IEEE802.3af.

Vývoj standardů PoE

Postupem času se však ukázalo, že limitujícím faktorem standardu IEEE 802.3af je maximální jmenovitý výkon 15,4 W/port. Zatímco pro běžné pevné kamery a IP telefony byl tento výkon dostatečný, pro IP kamery s IR přísvitem, kamery PTZ, videotelefony a další zařízení byl limitující. Z tohoto důvodu vydala organizace IEEE nový standard IEEE 802.3at 2009 s výkonem až 30 W na port, známý také jako PoE+. Nejnovějším vylepšením technologie PoE je standard IEEE 802.3at.

Vývoj však šel rychle kupředu. Na trhu se začaly množit venkovní bezpečnostní kamery PTZ, POS terminály, LED osvětlení, přístupové body 802.11ac a 802.11ax a další zařízení, která ke svému provozu potřebují více než 30W. Organizace IEEE pokračovala v práci na novém standardu, který byl ratifikován v září 2018 pod označením IEEE 802.3bt s maximálním dodávaným výkonem 90 W/port.

Čtěte také: Lepením lamina krok za krokem

Vysoká poptávka obvykle vyvolává souboj různých standardů. Výsledkem tohoto procesu jsou dva vzájemně nekompatibilní výkonové standardy, 90W PoE podle IEEE802.3bt a 95W PoE podle POH HDBaseT Alliance. Standard napájení POH byl zveřejněn sdružením HDBaseT Alliance již v roce 2011. Vychází ze standardu IEEE 802.3at a umožňuje bezpečný přenos až 100 W po ethernetovém kabelu.

Klasifikace zařízení a napájení

Napájecí zařízení PSE typu PoE+ je schopné poskytovat napájení zařízením PD typu PoE i PoE+, ale napájecí zařízení PSE typu PoE mohou poskytovat napájení pouze zařízením PD typu PoE. Zařízení typu PoE+ mohou dodávat maximálně 30 W na port, zatímco zařízení typu PoE mohou dodávat maximálně 15,4 W na port.

Napájecí zařízení PSE mají rovněž maximální energetickou kapacitu udávající celkové množství energie, kterou mohou v danou chvíli dodávat napájeným zařízením PD (měřenou ve W). Většina napájecích zařízení PSE nemá dostatečnou energetickou kapacitu k napájení všech portů s funkcí PoE na maximální výkon, protože většina uživatelů tak vysoký výkon nevyžaduje.

Zařízení napájená pomocí technologie PoE a PoE+ mají přidělenou třídu od 0 do 4 podle toho, kolik energie vyžadují. Při připojení napájené zařízení PD poskytne napájecímu zařízení PSE svou třídu za účelem dodání správného množství energie. Zařízení třídy 1, třídy 2 a třídy 3 vyžadují velmi nízký výkon, nízký výkon a střední výkon. Zařízení třídy 4 (PoE+) vyžadují vysoký výkon a jsou kompatibilní pouze s napájecími zařízeními PSE typu PoE+.

Zařízení typu 0 od výrobce neobdržela příslušné určení třídy, takže většina napájecích zařízení PSE dodává zařízením třídy 0 stejné množství energie jako zařízením třídy 3, přestože většina zařízení třídy 0 ve skutečnosti využívá jen malé množství energie. Novější modely přepínačů PoE+ vám však umožňují definovat horní limit výkonu pro dané napájené zařízení PD bez ohledu na jeho třídu.

Čtěte také: Vše o příchytkách na DIN lištu

Aktivní vs. Pasivní PoE

Přepínače s aktivním napájením přes Ethernet jsou také známé jako standardní PoE. Před každým zapnutím vyrovnávají správné napětí mezi zdrojem napájení (PSE) a koncovým zařízením (PD). Pokud by požadované napětí mezi rozbočovačem a zařízením nebylo kompatibilní, přepínač napájení nedodá. Pasivní protějšek naopak takovou předběžnou kontrolu neprovádí. Mezi oběma zařízeními neprobíhá žádná komunikace a napájení je vždy zapnuté. Důležité upozornění pro čtenáře: Tento příspěvek se týká pouze napájení PoE s aktivní detekcí koncového bodu. Záměrně se nezabývá pasivním napájením PoE, které často používají poskytovatelé internetových služeb k napájení bezdrátových spojů.

Přehled standardů PoE

NázevStandardníMax. Výkon na portMax.

Kabeláž a komponenty PoE

Tuto technologii je možné používat s propojovacími kabely kategorie 5 s konektory RJ45. Přenos vysokého výkonu po kabelech UTP/FTP/STP klade zvýšené nároky na jejich kvalitu. Proto by se pro zajištění správného provozu měly používat pouze kabely s měděnými vodiči kategorie Cat5 a vyšší. Například kabely CCA s vodiči s hliníkovým jádrem a měděným povlakem jsou zcela nevhodné.

Kromě již zmíněného použití vhodných kabelů pro IT prostředí je důležité také jejich vedení. Vzhledem k tomu, že přenášejí nejen data, ale také energii, kabely PoE se častěji zahřívají. Maximální přenosový výkon by měl být přizpůsoben teplotním podmínkám. Čím delší je síťový kabel, tím větší ztráty vznikají. U kabelů delších než 100 metrů může dojít ke snížení napětí i u přepínačů PoE bez dalších prodlužovacích prvků. Z výpočtu dále vyplývá výhoda vyššího vstupního napětí.

Typy kabelů

• UTP (nestíněná kroucená dvojlinka): Kabel UTP, tj. nestíněná kroucená dvojlinka, se však pro tento účel nedoporučuje, protože na rozdíl od svého stíněného protějšku (F/UTP) vede teplo méně efektivně.

• F/UTP (stíněná kroucená dvojlinka): Doporučuje se stíněná verze kabelu pro lepší odvod tepla a vyšší spolehlivost.

• Cat.6a a vyšší: Velké svazky kabelů Cat.6a se také nejčastěji používají vodiče s vyšším odporem a lepší tepelnou vodivostí. Ploché ethernetové kabely od PATCHBOX jsou kompatibilní s PoE a nabízejí efektivní a cenově výhodné řešení ve všech oblastech použití.

Komponenty PoE systému

Přepínače PoE se proto používají k efektivnímu zajištění napájení a přenosu dat prostřednictvím ethernetového kabelu. Obvykle jsou k dispozici v konfiguracích s 8 až 48 porty. Přepínač PoE, stejně jako všechna zařízení tohoto typu, je zodpovědný za vytváření kabelových spojení mezi zařízeními v síti. Přístupové body lze do sítě integrovat stejně efektivně jako například bezpečnostní kamery nebo jiná zařízení napájená nízkým napětím.

Kromě toho lze převodníky, rozbočovače a injektory Power over Ethernet použít i k ovládání zařízení, která tuto technologii nemají. U rozbočovačů, které touto technologií nedisponují, se doporučuje použít zařízení pro napájení středního rozpětí (PSE). Mezi taková zařízení patří injektory PoE.

Zařízení s technologií PoE lze v síti kombinovat se zařízeními bez technologie PoE, ale zařízení bez technologie PoE nemohou dodávat napájení zařízením PD s technologií PoE ani napájecími zařízeními PSE typu PoE nemohou být napájeny.

Extender PULSAR EXT-POE3DIN

Extender EXT-POE3DIN je zařízení určené ke zvýšení přenosové vzdálenosti napájení PoE a ethernetových dat přes kroucenou dvojlinku UTP cat 5/5e o dalších 100m. Extender je napájen přepínačem PoE nebo jiným zařízením vyhovujícím standardu PoE (vstup PoE IN). Výstupní napětí a data jsou k dispozici na výstupech PoE OUT 1 - 3, ke kterým by měly být připojeny kamery nebo jiná IP zařízení využívající napájení PoE.

Maximální zatěžovací proud je 0,4 A (0,3 A/port). Zařízení je určeno pro provoz v ethernetových sítích s šířkou pásma 10 Mb/s, 100 Mb/s nebo 1000 Mb/s (tzv. Gigabit Ethernet). Propojení mezi extenderem a síťovým zařízením by mělo být provedeno kabelem o délce min. do zásuvky PoE IN s přihlédnutím k aktuální účinnosti výstupního portu. Připojte zařízení, např. IP kamery, do zdířek PoE OUT 1 - 3.

Příklad aplikace extenderu:

Propojení tří PoE IP kamer a prodloužení dosahu o dalších 100m:

• PoE přepínač
• Kategorie 5e kroucený pár 100 m (Data + výkon) -> 1 Přívod Poe IN
• Kategorie 5e kroucený pár 100 m (Data + napájení) -> 2 Kamera IP PoE
• Kategorie 5e kroucený pár 100 m (Data + napájení) -> 3 Kamera IP PoE
• Kategorie 5e kroucený pár 100 m (Data + napájení) -> 4 Kamera IP PoE

tags: #poe #napajeni #na #den #listu #co

Oblíbené příspěvky:

• Nábytek z masivu pro obývací pokoj
• o společnosti PRO-DOMA
• Dřevěné posezení do zahrady
• proč zvolit dekor Dub San Remo pro vaši podlahu
• Následky požárů střech panelových domů